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DE102009011524A1 - Electric energy storage cell and cell block, electric energy storage device and vehicle with it - Google Patents

Electric energy storage cell and cell block, electric energy storage device and vehicle with it Download PDF

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DE102009011524A1
DE102009011524A1 DE102009011524A DE102009011524A DE102009011524A1 DE 102009011524 A1 DE102009011524 A1 DE 102009011524A1 DE 102009011524 A DE102009011524 A DE 102009011524A DE 102009011524 A DE102009011524 A DE 102009011524A DE 102009011524 A1 DE102009011524 A1 DE 102009011524A1
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DE
Germany
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energy storage
electric energy
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storage cell
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Withdrawn
Application number
DE102009011524A
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German (de)
Inventor
Claus-Rupert Dr. Hohenthanner
Mykola Dr. Polyakov
Holger Dr. Mikus
Andreas Fuchs
Günter Dr. Eichinger
Martin Dr. Schneider
Torsten Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
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Publication date
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Priority to US13/254,092 priority patent/US20120196174A1/en
Priority to CN2010800104392A priority patent/CN102714282A/en
Priority to PCT/EP2010/001218 priority patent/WO2010099906A2/en
Priority to BRPI1009113A priority patent/BRPI1009113A2/en
Priority to JP2011552349A priority patent/JP2012519362A/en
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Abstract

Eine Elektroenergie-Speicherzelle ist ausgestattet mit einem aktiven Teil, der eingerichtet und angepasst ist, von außen zugeführte elektrische Energie zu speichern und gespeicherte elektrische Energie nach außen abzugeben; wenigstens zwei Stromableitern, die mit dem aktiven Teil verbunden und zur Zuführung elektrischen Stroms von außen an den aktiven Teil und zur Abgabe von dem aktiven Teil abgegebenen elektrischen Stroms nach außen eingerichtet und angepasst sind; und einer Umhüllung, welche eine prismatische Grundform von im Wesentlichen quaderförmigem Umriss definiert und den aktiven Teil gas- und flüssigkeitsdicht umhüllt. Erfindungsgemäß weist die Umhüllung zwei flächige Folienteile und einen umlaufenden, die Ränder der Folienteile verbindenden Nahtteil auf, wobei der Nahtteil den aktiven Teil rahmenartig umgibt und Abschnitte größter Dicke aufweist, in welchen die Dicke gleichmäßig größer als die Dicke des aktiven Teils ist. Ein Zellblock besteht aus einer Mehrzahl dieser Elektroenergie-Speicherzellen, wobei die Zellen in Richtung ihrer Dicke gestapelt sind, und bildet zusammen mit Anschlusspolen eine Elektroenergie-Speichervorrichtung, die vorteilhaft in einem Fahrzeug einsetzbar ist.An electric power storage cell is provided with an active part configured and adapted to store externally supplied electric power and to output stored electric power to the outside; at least two current conductors connected to the active part and adapted and adapted for supplying electric power from the outside to the active part and for outputting electric current discharged from the active part to the outside; and a cladding defining a prismatic basic shape of substantially parallelepiped outline and enveloping the active portion in a gas and liquid tight manner. According to the invention, the sheath comprises two flat foil parts and a peripheral seam part connecting the edges of the foil parts, wherein the seam part surrounds the active part like a frame and has sections of greatest thickness, in which the thickness is uniformly greater than the thickness of the active part. A cell block consists of a plurality of these electric energy storage cells, wherein the cells are stacked in the direction of their thickness, and together with terminal poles forms an electric energy storage device, which is advantageously usable in a vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroenergie-Speicherzelle und einen Zellblock, bestehend aus einer Mehrzahl von miteinander verschalteten Elektroenergie-Speicherzellen, eine Elektroenergie-Speichervorrichtung mit einem Zellblock sowie ein damit ausgestattetes Fahrzeug.The The present invention relates to an electric energy storage cell and a cell block consisting of a plurality of each other interconnected electric energy storage cells, an electric energy storage device with a cell block and a vehicle equipped therewith.

Es sind Batterien (Primärspeicher) und Akkumulatoren (Sekundärspeicher) zur Speicherung elektrischer Energie bekannt, die aus einer oder mehreren Speicherzellen aufgebaut sind, in denen bei Anlegen eines Ladestroms elektrische Energie in einer elektrochemischen Ladereaktion zwischen einer Kathode und einer Anode in bzw. zwischen einem Elektrolyten in chemische Energie umgewandelt und somit gespeichert wird und in denen bei Anlegen eines elektrischen Verbrauchers chemische Energie in einer elektrochemischen Entladereaktion in elektrische Energie umwandelt wird. Dabei werden Primärspeicher in der Regel nur ein Mal aufgeladen und sind nach Entladung zu entsorgen, während Sekundärspeicher mehrere (von einigen 100 bis über 10000) Zyklen von Aufladung und Entladung erlauben. Es ist dabei anzumerken, dass auch Akkumulatoren bisweilen als Batterien bezeichnet werden, wie etwa Fahrzeugbatterien, die bekanntlich häufige Ladezyklen erleben.It are batteries (primary storage) and accumulators (secondary storage) known for storing electrical energy consisting of one or more Memory cells are constructed, in which when applying a charging current electrical energy in an electrochemical charging reaction between a cathode and an anode in or between an electrolyte converted into chemical energy and thus stored and in which when applying an electrical consumer chemical energy in an electrochemical discharge reaction into electrical energy is converted. This primary storage are usually charged only once and are to be disposed of after discharge while Secondary storage multiple (from some 100 to over 10000) Allow cycles of charging and discharging. It should be noted that also accumulators are sometimes called batteries, such as vehicle batteries, which are known to be frequent charging cycles experience.

In den letzten Jahren gewinnen Primär- und Sekundärspeicher auf der Basis von Lithiumverbindungen an Bedeutung. Diese weisen eine hohe Energiedichte und thermische Stabilität auf, liefern eine konstante Spannung bei geringer Selbstentladung und sind frei von dem sogenannten Memory-Effekt.In In recent years, primary and secondary storage is gaining on the basis of lithium compounds in importance. These wise a high energy density and thermal stability, deliver a constant voltage with low self discharge and are free of the so-called memory effect.

Es ist bekannt, Energiespeicher und insbesondere Lithium-Batterien und -Akkumulatoren in der Form dünner Platten herzustellen. Das Skript „Primäre und wiederaufladbare Lithium-Batterien” zum Praktikum Anorganisch-Chemische Technologie der TU Graz von Dr. K.-C. Möller und Dr. M. Winter vom Februar 2005 zeigt z. B. Lithium-Ionen-Polymerzellen im Format einer Scheckkarte oder gar einer SmartCard. Zum Funktionsprinzip einer Lithium-Ionen-Zelle wird beispielhaft auf dieses Skript verwiesen. Bei solchen Zellen werden Kathoden- und Anodenmaterial, Stromsammler und Separatoren in Form dünner Folien auf geeignete Weise aufeinandergelegt (gestapelt) und in eine Hüllfolie aus einem Verbundmaterial verpackt, wobei Stromableiter, die mit den Stromsammlerfolien der Kathode bzw. der Anode verbunden sind, an einer Kante der Zelle seitlich hervorragen.It is known to produce energy storage and in particular lithium batteries and accumulators in the form of thin plates. The script "Primary and Rechargeable Lithium Batteries" for the practical course Inorganic-Chemical Technology of Graz University of Technology by Dr. med. K. -C Moeller and dr. M. Winter from February 2005 shows z. B. lithium-ion polymer cells in the format of a check card or even a smart card. For the functional principle of a lithium-ion cell reference is made by way of example to this script. In such cells, cathode and anode material, current collectors and separators in the form of thin films are suitably stacked and packaged in an envelope of composite material, with current conductors connected to the current collector foils of the cathode and the anode, respectively Edge of the cell protrude laterally.

Durch Änderung der Anzahl der Anoden- und Kathodenpaare kann die Kapazität einer solchen Zelle nach Bedarf eingestellt werden, wie etwa aus der EP 1 475 852 A1 bekannt. Dort werden die Enden der Stromsammelfolien innerhalb der Hüllfolie zusammengefasst und durch Verbindungsmittel wie etwa Nieten, die senkrecht durch die Hüllfolie hindurch verlaufen, mit einem außen auf der Hüllfolie aufliegenden, stabförmigen Stromableiter verbunden. Die außen liegenden Stromableiter ragen dann wiederum an einer Kante der Flachzelle ab.By changing the number of anode and cathode pairs, the capacity of such a cell can be adjusted as needed, such as from EP 1 475 852 A1 known. There, the ends of the current collecting foils are combined within the enveloping film and connected by connecting means such as rivets, which extend perpendicularly through the cladding film, with a rod-shaped current collector resting on the outside of the cladding foil. The external current collector then protrude again at an edge of the flat cell.

In der EP 1 562 242 A2 ist auch ein von den Enden der Stromsammelfolien getrennter, stabförmiger Stromableiter vorgesehen, der aber bereits innerhalb der Hüllfolie mit den Enden der Stromsammelfolien verbunden und wieder durch die Schweißnaht der Hüllfolie hindurch nach außen geführt wird. Die stabförmigen Stromableiter ragen dabei wahlweise an einer Kante oder aber an einander gegenüberliegenden Kanten von der Flachzelle ab.In the EP 1 562 242 A2 a rod-shaped current conductor is also provided which is separated from the ends of the current collecting foils, but which is already connected within the covering foil to the ends of the current collecting foils and is led out again through the weld seam of the enveloping foil. The rod-shaped current conductors protrude either at one edge or at opposite edges of the flat cell.

Werden mehrere Flachzellen zu einem Zellpaket gestapelt, wie es etwa bei Automobilbatterien aufgrund angestrebter höherer Spannungen und Kapazitäten regelmäßig erforderlich ist, so erfolgt die Verschaltung der Einzelzellen üblicherweise an der Oberseite, wie es beispielhaft in der WO 2008/128764 A1 oder der JP 07-282841 A beschrieben ist. 14 zeigt eine Anordnung mehrerer flacher, quader- oder plattenförmiger Einzelzellen 102 nach der WO 2008/128764 A1 in einem Zellstapel 101. Von Anode A und Kathode K einer Zelle 102 ragt an gegenüberliegenden lateralen Seiten jeweils eine Kontaktfahne 103.A, 103.K an derselben Flachseite von derselben, oberen Kante (Schmalseite) der Zelle nach oben ab. Dabei ist die Kathodenkontaktfahne 103.K jeder Zelle 102 gerade, während die Anodenkontaktfahne 103.A jeder Zelle 102 gebogen ist, und zwar um etwa (wohl etwas mehr als) die Dicke jeder Zelle 102. In dem Zellstapel 101 folgt jeweils eine Zelle 102, bei welcher die Anode A rechts und die Kathode K links angeordnet ist, auf eine Zelle 102, bei welcher die Anode A links und die Kathode K rechts angeordnet ist. Auf diese Weise kommen ohne weiteres Zutun jeweils eine (gebogene) Anodenkontaktfahne 103.A mit einer (geraden) Kathodenkontaktfahne 103.K in Kontakt oder zumindest in deren Nähe, sodass sie miteinander verbunden werden können. Auf diese Weise wird eine Reihenschaltung verwirklicht. Die Zellen 102 sind mit einem Abstand voneinander angeordnet und kraft- oder formschlüssig auf einer Grundplatte 105 befestigt.If several flat cells are stacked to form a cell stack, as is regularly required, for example, in automobile batteries due to higher voltages and capacities, the interconnection of the individual cells is usually carried out at the top, as exemplified in US Pat WO 2008/128764 A1 or the JP 07-282841 A is described. 14 shows an arrangement of several flat, cuboid or plate-shaped single cells 102 after WO 2008/128764 A1 in a cell stack 101 , From anode A and cathode K of a cell 102 projects on opposite lateral sides in each case a contact lug 103.A . 103.K on the same flat side from the same, upper edge (narrow side) of the cell upwards. Here is the cathode contact lug 103.K every cell 102 just while the anode contact banner 103.A every cell 102 bent, and about (probably a little more than) the thickness of each cell 102 , In the cell stack 101 follows one cell each 102 in which the anode A is located on the right and the cathode K on the left, on a cell 102 in which the anode A is located on the left and the cathode K on the right. In this way, a (curved) anode contact lug will come into effect without any further action 103.A with a (straight) cathode contact lug 103.K in contact or at least in their vicinity, so that they can be connected with each other. In this way, a series connection is realized. The cells 102 are arranged at a distance from each other and non-positively or positively on a base plate 105 attached.

Die Anordnung und Befestigung auf der Grundplatte 105 erfordert sorgfältige Ausrichtung und zuverlässige Fixierung. Eine Demontage der Zellen erfordert einzelnes Lösen der einzelnen Zellen 102. Es ist nur eine Festlegung der Zellen im unteren Bereich vorgesehen, sodass bei Einwirkung von Beschleunigungen oder Vibrationen die Verbindungsstellen, die zwischen Kontaktfahnen im oberen Bereich aufgrund der Trägheit und Elastizität der Zellen 102 gebildet sind, mechanischen Belastungen ausgesetzt sein können, was sich bei nur geringfügig lockerer Fixierung an der Grundplatte 105 verschärft. Die Kontaktfläche der Kontaktfahnen 103.A, 103.K ist verhältnismäßig klein.The arrangement and mounting on the base plate 105 requires careful alignment and reliable fixation. Dismantling the cells requires solving individual cells one at a time 102 , It is only a determination of the cells provided in the lower area, so that when exposed to accelerations or vibrations, the joints between the upper lobes due to the inertia and elasticity of the cells 102 are formed, mechanical loads can be set, resulting in only slightly loose fixation on the base plate 105 exacerbated. The contact surface of the contact lugs 103.A . 103.K is relatively small.

Aus einer noch unveröffentlichten Entwicklung ist es bekannt, mehrere dünne, quaderförmige galvanische Zellen so zu einem oder mehreren Stapeln zusammenzufassen, dass ihre Seiten größter Ausdehnung einander zugewandt sind oder berühren, und so in einer Halteeinrichtung eingegossen sind. Eine solche Anordnung ist nicht mehr demontierbar.Out an unpublished development it is known several thin, rectangular galvanic cells so to one or more stacks summarize their pages largest extent facing each other or touch, and are poured into a holding device. Such an arrangement is not removable.

Es ist den Erfindern auch eine druckschriftlich nicht näher belegte Anordnung bekannt, bei der mehrere flache Zellen zwischen zwei Endplatten gestapelt sind, wobei der Stapel durch Zugstäbe (Schraubbolzen), die sich zwischen den Endplatten erstrecken, zusammengehalten werden. Hierbei wird nicht unerheblicher Druck auf den im inneren Bereich liegenden aktiven Teil der Speicherzellen ausgeübt.It The inventors also a printed by not closer occupied arrangement known in which several flat cells between two end plates are stacked, the stack by tie rods (bolts), which extend between the end plates, are held together. This is not insignificant pressure on the lying in the inner area active part of the memory cells exercised.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flache Elektroenergie-Speicherzelle und einen aus mehreren solchen Zellen bestehenden Zellblock zu schaffen, die eine Alternative zu bekannten Bauformen anbieten und insbesondere die Nachteile dieser Bauformen vermeiden.It is therefore an object of the present invention, a flat electric energy storage cell and to create a cell block consisting of several such cells, which offer an alternative to known types and in particular avoid the disadvantages of these designs.

Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, eine flache Elektroenergie-Speicherzelle so auszubilden, dass bei Bildung eines Blocks eine sichere Lagefixierung der Zellen untereinander möglich ist.It is in particular an object of the invention, a flat electric energy storage cell form so that when forming a block a secure position fixation the cells with each other is possible.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine flache Elektroenergie-Speicherzelle so auszubilden, dass eine aus diesen gebildeter Block möglichst kompakt ist, ohne dass die aktiven Bereiche einer Druckbeanspruchung ausgesetzt sind.It It is another object of the invention to provide a flat electric energy storage cell form so that a block formed from these as compact as possible is, without the active areas of a compressive stress exposed are.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 25 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.The The object is achieved by the features of the independent claims 1 and 25 solved. Advantageous developments of the invention form the subject of the dependent claims.

Eine Elektroenergiespeicherzelle der vorliegenden Erfindung weist einen aktiven Teil, der eingerichtet und angepasst ist, von außen zugeführte elektrische Energie zu speichern und gespeicherte elektrische Energie nach außen abzugeben; wenigstens zwei Stromableiter, die mit dem aktiven Teil verbunden sind und zur Zuführung elektrischen Stroms von außen an den aktiven Teil und zur Abgabe von dem aktiven Teil abgegebenen elektrischen Stroms nach außen eingerichtet und angepasst sind; und eine Umhüllung, welche eine prismatische Grundform von im Wesentlichen quaderförmigen Umriss beschreibt und den aktiven Teil gas- und flüssigkeitsdicht umhüllt, auf. Die Umhüllung weist zwei flächige Folienteile und einen umlaufenden, die Ränder der Folienteile verbindenden Nahtteil auf, wobei der Nahtteil den aktiven Teil rahmenartig umgibt und Abschnitte größter Dicke aufweist, in welchen die Dicke auch unter mechanischem Druck gleichmäßig größer als die Dicke des aktiven Teils ist.A Electric energy storage cell of the present invention has a active part, which is furnished and adapted, from the outside to store and store supplied electrical energy to release electrical energy to the outside; at least two Current arresters connected to the active part and to the feeder electric current from the outside to the active part and to Dispensing of the active part of the emitted electrical current to the outside are furnished and adapted; and a serving, which a prismatic basic shape of substantially cuboidal Outline describes and the active part gas and liquid tight wrapped up, up. The envelope has two flat Film parts and a circumferential, the edges of the film parts connecting seam part, wherein the seam part, the active part like a frame surrounds and has sections of greatest thickness, in which the thickness even under mechanical pressure uniform greater than the thickness of the active part.

Ein solcher Aufbau ermöglicht es, Elektroenergie-Speicherzellen (nachstehend kurz ”Zellen”) so zu stapeln, dass sie an den Abschnitten größter Dicke des Nahtteils aneinander anliegen, ohne dass eine mechanische Einwirkung auf den aktiven Teil ausgeübt wird. Bei geeigneter Materialauswahl für die Folienteile und den Nahtteil sowie des Verbindungsverfahrens zwischen den Folienteilen und dem Nahtteil ist es auch möglich, den aktiven Teil gegen die Einwirkung elektromagnetischer Felder abzuschirmen und die Umhüllung resistent gegenüber in dem aktiven Teil vorhandenen und/oder erzeugten Substanzen auszuführen.One such structure allows electric power storage cells (hereafter "cells") to be stacked so that at the sections of greatest thickness of the seam abut each other without any mechanical action on the active part is exercised. With suitable material selection for the film parts and the seam part as well as the connection method between the film parts and the seam part it is also possible the active part against the influence of electromagnetic fields shield and the envelope resistant to perform in the active part existing and / or generated substances.

Vorzugsweise liegen die zwei Folienteile wenigstens in den Abschnitten größter Dicke auf gegenüberliegenden Flachseiten des Nahtteils flächig auf und sind mit diesen dicht verbunden. Auf diese Weise ist es gewährleistet, dass die Folienteile in zwei parallelen Ebenen aufgespannt sind und damit Flachseiten der prismatischen Grundform bilden.Preferably The two parts of the film are the largest, at least in the sections Thickness on opposite flat sides of the seam flat on and are closely connected with these. To this Way it is guaranteed that the foil parts in two parallel planes are spanned and thus flat sides of the prismatic Form basic form.

Bei einem aus solchen Zellen ausgebildeten Zellblock sind die Zellen in Richtung ihrer Dicke gestapelt und liegen vorzugsweise wenigstens in Bereichen, die den Bereichen größter Dicke des Nahtteils entsprechen, aufeinander auf. Dabei sind die Zellen in Stapelrichtung vorzugsweise auf Druck miteinander verspannt. Es ist so eine kompakte und sichere Anordnung und Montage der Einzelzellen möglich, ohne dass Druck auf den aktiven Teil der jeweiligen Zelle ausgeübt wird.at A cell block formed from such cells are the cells stacked in the direction of their thickness and are preferably at least in areas that are the areas of greatest thickness of the seam correspond to each other. The cells are in Stacking direction preferably clamped together under pressure. It is such a compact and safe arrangement and assembly of the individual cells possible without putting pressure on the active part of each cell is exercised.

Vorzugsweise weist der Nahtteil in Dickenrichtung verlaufende Durchgangsbohrungen in Abschnitten größter Dicke auf und weisen die Folienteile mit den Durchgangsbohrungen fluchtende Löcher auf. In einem aus solchen Zellen aufgebauten Zellblock kann die Verspannung der Zellen mittels Zugstäben erfolgen, die sich durch die Durchgangslöcher aller Zellen hindurch erstrecken. Auf diese Weise wird ein besonders einfacher und kompakter Aufbau des Zellblocks ermöglicht, da das Volumen der Zellen für die Verspannung genutzt wird. Die Zellen sind untereinander wenigstens durch Reibung lagestabil fixiert. Über die Zugstäbe kann in Verbindung mit den Durchgangslöchern eine Zentrierung der Zellen senkrecht zur Stapelrichtung erfolgen, bereits bevor die Zellen miteinander verspannt werden. Dies erleichtert die Montage und verhindert Verspannungen beim Zusammenbau.Preferably the seam part has through-holes running in the thickness direction in sections of greatest thickness and have the Foliateile with the through holes aligned holes. In a cell block made up of such cells, the tension can the cells are carried out by means of tension rods, which pass through the Through holes extend through all cells. On this way, a particularly simple and compact construction of the Cell blocks allows for the volume of cells for the tension is used. The cells are at least one another fixed in position stable by friction. About the tension rods can in conjunction with the through holes centering the cells are perpendicular to the stacking direction, even before the Cells are clamped together. This facilitates the assembly and prevents tension during assembly.

Besonders bevorzugt sind Hülsen vorgesehen, die sich über einen Teil der Länge der Durchgangsbohrungen jeweils in diesen erstrecken und von einer Seite des Nahtteils hervorragen, wobei vorzugsweise der Überstand der Hülsen und die in den Durchgangsbohrungen freigelassene Länge größer als die zusammen genommene Dicke der Folien und geringer als die Hälfte der größten Dicke des Nahtteils zzgl. der Dicke einer der Folien sind. Beim Zusammenbau solcher Zellen zu einem Zellblock erstreckt sich jeweils der von einer Zelle hervorragende Teil einer Hülse in den frei gelassenen Teil einer Durchgangsbohrung des Nahtteils einer benachbarten Zelle. Auf diese Weise wird eine Zentrierung der Zellen zueinander senkrecht zur Stapelrichtung bereits beim Zusammensetzen erreicht, bevor die Zugstäbe eingeführt und verspannt werden. Die Zugstäbe erstrecken sich dabei durch die Hülsen hindurch und erfahren so eine zuverlässig Führung.Particularly preferred are sleeves vorgese hen, which extend over a part of the length of the through holes in each of these and projecting from one side of the seam part, preferably the projection of the sleeves and the length left in the through holes greater than the combined thickness of the films and less than half of greatest thickness of the seam plus the thickness of one of the foils. In assembling such cells into a cell block, each of a cell-protruding part of a sleeve extends into the exposed part of a through-hole of the suture part of an adjacent cell. In this way, a centering of the cells is already achieved perpendicular to the stacking direction during assembly before the tension rods are inserted and clamped. The tie rods extend through the sleeves and thus experience a reliable leadership.

Alternativ kann der Nahtteil in Dickenrichtung abragende Erhebungen aufweisen, wobei auf der jeweils gegenüberliegenden Seite einer Erhebung eine der Erhebung in Form und Größe entsprechende und mit dieser in Dickenrichtung fluchtende Einsenkung vorgesehen ist, und weisen die Folienteile mit den Erhebungen bzw. Einsenkungen fluchtende Löcher entsprechender Form und Aus dehnung auf, wobei vorzugsweise die Höhe der Erhebungen und die Tiefe der Einsenkungen größer als die zusammen genommene Dicke der Folien und geringer als die Hälfte der größten Dicke des Nahtteils zzgl. der Dicke einer der Folien sind. Beim Zusammenbau derartiger Zellen zu einem Zellblock erstreckt sich jeweils die eine Erhebung des Nahtteils einer Zelle in eine Einsenkung des Nahtteils einer benachbarten Zelle. Auf diese Weise wird beim Zusammensetzen der Zellen eine Zentrierung senkrecht zur Stapelrichtung erreicht.alternative the seam part can have protruding elevations in the thickness direction, being on the opposite side of a survey one corresponding to the survey in shape and size and provided with this in the thickness direction aligned recess is, and have the foil parts with the elevations or depressions aligned holes of appropriate shape and expansion, preferably the height of the elevations and the depth of the Depressions larger than the taken together Thickness of the foils and less than half of the largest Thickness of the seam plus the thickness of one of the foils. At the Assembly of such cells to a cell block extends each one elevation of the suture of a cell in a depression of the Seam of an adjacent cell. In this way, when assembling the cells reaches a centering perpendicular to the stacking direction.

Zusätzlich zu den Erhebungen und Einsenkungen kann der Nahtteil in Dickenrichtung verlaufende Durchgangsbohrungen in Abschnitten größter Dicke aufweisen und können die Folienteile mit den Durchgangsbohrungen fluchtende Löcher aufweisen, wobei die Durchgangsbohrungen vorzugsweise mittig fluchtend mit den Erhebungen bzw. Einsenkungen vorgesehen sind. Auf diese Weise kann eine Verspannung mehrerer Zellen zu einem Zellblock in oben erläuterter Weise zuverlässig, raumsparend und einfach bewerkstelligt werden, indem die Zugstäbe sich durch die Durchgangslöcher hindurch erstrecken.additionally to the elevations and depressions, the seam part in the thickness direction running through holes in sections of greatest thickness and can the film parts with the through holes have aligned holes, wherein the through holes preferably provided centrally in alignment with the elevations or depressions are. In this way, a tension of several cells to one Cell block in the manner explained above reliable, Space-saving and easy to be accomplished by the tension rods extending through the through holes.

Die Stromableiter der Zellen weisen bevorzugt ein flaches Profil auf und ragen von der Umhüllung weg. Mit flach profilierten, abragenden Stromableitern ist eine Durchkontaktierung der Zellen innerhalb eines Zellblocks besonders einfach in der Weise möglich, dass jeweils ein Stromableiter einer Zelle mit einem Stromableiter einer benachbarten Zelle verbunden ist und, soweit die Zelle nicht die erste oder letzte Zelle des Zellblocks ist, der andere Stromableiter der Zelle mit einem Stromableiter einer anderen benachbarten Zelle verbunden ist.The Current conductors of the cells preferably have a flat profile and stand out from the serving. With flat profiled, protruding current conductors is a via contact of the cells within a cell block particularly easy in the way possible, that each a current conductor of a cell with a current collector a neighboring cell is connected and, as far as the cell is not the first or last cell of the cell block is the other current conductor the cell with a current collector of another adjacent cell connected is.

Wenn dabei stets Stromableiter unterschiedlicher Polarität miteinander verbunden sind, ist auf besonders einfache Weise eine Reihenschaltung der Zellen in dem Zellblock verwirklicht.If always current conductors of different polarity with each other are connected in a particularly simple manner, a series circuit of the cells in the cell block.

Die Stromableiter ragen vorzugsweise parallel zu den Flachseiten der von der Umhüllung definierten prismatischen Grundform ab und erstrecken sich besonders bevorzugt angrenzend an gegenüberliegende Flachseiten der von der Um hüllung definierten prismatischen Grundform. Werden solche Zellen in einem Zellblock zusammengefasst bzw. gestapelt, sind diese bevorzugt so angeordnet, dass sich stets Stromableiter an der Flachseite, an die sie angrenzen, in Stapelrichtung des Zellblocks gegenüberliegen. Dadurch liegen die zu verbindenden Stromableiter benachbarter Zellen einander stets mit geringstem axialen Abstand gegenüber und können auf einfache Weise durch Klammern oder andere geeignete Maßnahmen in Kontakt miteinander gebracht werden.The Current arresters preferably protrude parallel to the flat sides of the from the envelope defined prismatic basic shape and most preferably extend adjacent to one another Flat sides of the envelope defined by the prismatic Basic form. Are such cells grouped together in a cell block or stacked, these are preferably arranged so that always Current arrester on the flat side, to which they are adjacent, in the stacking direction of the cell block opposite. As a result, the current conductor to be connected are adjacent cells each other always with the smallest axial distance across and can easily through Clamps or other appropriate measures in contact with each other to be brought.

Dabei können die Stromableiter von gegenüberliegenden Schmalseiten der von der Umhüllung definierten prismatischen Grundform oder alternativ von der gleichen Schmalseite abragen. Ferner kann das prismatische Gebilde vier gleich lange Schmalseiten aufweisen, d. h. in einem Schnitt quer zur Stapelrichtung bzw. Eckenrichtung quadratisch ausgebildet sein, oder zwei gegenüberliegende Paare von Schmalseiten unterschiedlicher Länge aufweisen, wobei die Stromableiter von dem längeren Paar oder von dem kürzeren Paar der Schmalseiten abragen. Die letztendliche Wahl richtet sich nach den Einbaubedingungen; bevorzugt wird derzeit, dass die Stromableiter von gegenüberliegenden Schmalseiten der von der Umhüllung definierten prismatischen Grundform und von dem längeren Paar von Schmalseiten abragen.there Can the current collector from opposite Narrow sides of the prismatic areas defined by the cladding Basic form or alternatively protrude from the same narrow side. Furthermore, the prismatic structure can have four equally long narrow sides have, d. H. in a section transverse to the stacking direction or corner direction square, or two opposite Having pairs of narrow sides of different lengths, wherein the current conductors of the longer pair or of the shorter one Protect pair of narrow sides. The final choice is directed according to the installation conditions; Currently, it is preferred that the current collector from opposite narrow sides of the casing defined prismatic basic form and of the longer Protect pair of narrow sides.

Vorzugsweise ist die Ausdehnung des ersten und des zweiten Stromableiters entlang der Schmalseiten, von denen aus sie abragen, größer als die Hälfte der Länge dieser Schmalseiten. Auf diese Weise ist die Kontaktfläche zwischen Stromableitern besonders groß und damit der Übergangswiderstand vorteilhaft klein.Preferably is the extension of the first and second current conductors along the narrow sides from which they protrude larger as half the length of these narrow sides. In this way the contact area between current conductors is especially large and thus the contact resistance advantageous small.

Besonders bevorzugt erstrecken sich die Stromableiter jeweils zwischen dem Nahtteil und einer der Folien hindurch und sind mit diesen dicht verbunden. Es können so innerhalb des aktiven Teils der Zelle angeordnete Elektroden innerhalb der Umhüllung mit dem Stromableiter verbunden werden und so Dichtungsprobleme mit durchkontaktierten, außenliegenden Stromableitern vermieden werden.Especially Preferably, the current conductors each extend between the Seam part and one of the foils through and are sealed with these connected. It can be so within the active part of the cell arranged electrodes within the enclosure with the Current conductors are connected and so sealing problems with plated-through, external current conductors are avoided.

Besonders bevorzugt weisen die Stromableiter ein L-förmiges Profil auf, dessen einer Schenkel an eine Schmalseite des aktiven Teils anliegt und dessen anderer Schenkel sich zwischen dem Nahtteil und einer der Folien hindurch erstreckt. Durch das L-Profil wird die Schmalseite des aktiven Teils definiert und stabilisiert, und diese Schmalseite kann sich so ohne Auswirkungen auf den aktiven Teil an die Innenseite der Rahmenform des Nahtteils anlegen.Especially The current conductors preferably have an L-shaped profile on, one leg of a narrow side of the active part abuts and the other leg is between the seam part and one of the foils extends therethrough. Through the L-profile is the Narrow side of the active part defined and stabilized, and this Narrow side can be so without affecting the active part to the inside of the frame shape of the seam.

Wenn der Nahtteil zusätzlich in Form und Größe den Stromableitern angepasste Ausklinkungen aufweist, kann eine glatte Außenkontur der Flachseiten sichergestellt werden.If the seam part additionally in shape and size the current conductors adapted notches, a can smooth outer contour of the flat sides are ensured.

Die vorliegende Erfindung lässt sich besonders bevorzugt, aber nicht ausschließlich auf galvanische Zellen, insbesondere galvanische Sekundärzellen des flachen Typs anwenden, bei welchen der aktive Teil aus einem laminierten Folienpaket von chemisch aktiven Materialien zweier Arten, elektrisch leitenden Materialien und Trennschichten, ggf. mit einem Elektrolytmaterial getränkt, besteht. Das chemisch aktive Material der wenigstens einen Art weist vorzugsweise eine Lithiumverbindung auf, und das chemisch aktive Material der anderen Art weist vorzugsweise Graphit auf. Besonders bevorzugt ist der aktive Teil evakuiert, um unerwünschte Reaktionen zu vermeiden.The The present invention is particularly preferred, but not exclusively on galvanic cells, in particular apply galvanic secondary cells of the flat type, at which the active part of a laminated film package of chemical active materials of two types, electrically conductive materials and separating layers, possibly impregnated with an electrolyte material, consists. The chemically active material of the at least one kind preferably has a lithium compound, and the chemically active material of another type preferably has graphite. Especially preferred The active part is evacuated to prevent unwanted reactions avoid.

Wird ein freier Stromableiter der ersten Zelle in einem Zellblock mit einem Anschlusspol verbunden und ein freier Stromableiter der letzten Zelle in dem Zellblock mit einem anderen Anschlusspol verbunden, ist der Zellblock vorteilhaft als eine Elektroenergie-Speichervorrichtung nutzbar.Becomes a free current collector of the first cell in a cell block with connected to a terminal pole and a free current conductor of the last Cell in the cell block connected to another terminal pole, For example, the cell block is advantageous as an electric energy storage device available.

Besonders vorteilhaft wird eine solche Elektroenergie-Speichervorrichtung in einem Fahrzeug eingesetzt.Especially advantageous is such an electric energy storage device used in a vehicle.

Die vorstehenden und weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung deutlicher ersicht lich werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angefertigt wurde.The The foregoing and other features, objects, and advantages of the present invention Invention will be apparent ersicht Lich from the following description be that with reference to the attached drawings was made.

In den Zeichnungen:In the drawings:

ist 1 eine perspektivische Explosionsansicht von Einzelteilen bzw. Baugruppen einer galvanischen Zelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;is 1 an exploded perspective view of parts or assemblies of a galvanic cell according to an embodiment of the present invention;

zeigt 2A einen Schnitt eines Rahmenteils entlang einer Ebene II in 1;shows 2A a section of a frame part along a plane II in 1 ;

zeigt 2B einen Schnitt eines aktiven Teils entlang der Ebene II in 1;shows 2 B a section of an active part along the plane II in 1 ;

zeigt 3 einen Schnitt des Rahmenteils entlang einer Ebene III in 1;shows 3 a section of the frame part along a plane III in 1 ;

ist 4 eine perspektivische Ansicht einer galvanischen Zelle gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im zusammengesetzten Zustand;is 4 a perspective view of a galvanic cell according to a second embodiment of the present invention in the assembled state;

ist 5 eine perspektivische Explosionsansicht von Einzelteilen bzw. Baugruppen eines Zellblocks gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;is 5 an exploded perspective view of parts or assemblies of a cell block according to a third embodiment of the present invention;

ist 6 eine vergrößerte Ansicht einiger Baugruppen des Zellblocks von 5 aus einer anderen Perspektive;is 6 an enlarged view of some assemblies of the cell block of 5 from another perspective;

ist 7 eine perspektivische Ansicht des Zellblocks von 5 im zusammengebauten Zustand;is 7 a perspective view of the cell block of 5 in the assembled state;

ist 8 eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit VIII in 7; is 8th an enlarged view of a detail VIII in 7 ;

zeigt 9 eine obere Schmalseite einer galvanischen Zelle gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;shows 9 a top narrow side of a galvanic cell according to a fourth embodiment of the present invention in perspective view;

zeigt 10 eine obere Schmalseite einer galvanischen Zelle gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;shows 10 a top narrow side of a galvanic cell according to a fifth embodiment of the present invention in a perspective view;

ist 11 eine perspektivische Ansicht einer Elektro-Baugruppe einer galvanischen Zelle gemäß einer sechsten Ausführungsform;is 11 a perspective view of an electrical assembly of a galvanic cell according to a sixth embodiment;

zeigt 12 eine obere Schmalseite einer galvanischen Zelle gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;shows 12 a top narrow side of a galvanic cell according to an eighth embodiment of the present invention in perspective view;

zeigt 13 einen Schnitt eines Rahmenteils in einer achten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Darstellung einem oberen Teil der Darstellung in 3 entspricht; undshows 13 a section of a frame part in an eighth embodiment of the invention, wherein the representation of an upper part of the illustration in 3 corresponds; and

zeigt 14 einen Zellblock nach dem Stand der Technik.shows 14 a cell block according to the prior art.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die Darstellungen in den Figuren schematisch sind und sich auf die Wiedergabe der für das Verständnis der Erfindung wichtigsten Merkmale beschränken. Auch ist darauf hinzuweisen, dass die in den Figuren wiedergegebenen Abmessungen und Größenverhältnisse allein der Deutlichkeit der Darstellung geschuldet sind und in keiner Weise einschränkend zu verstehen sind.It It should be noted that the illustrations in the figures are schematic are and are on the reproduction of for understanding restrict the invention most important features. Also is on it to indicate that the reproduced in the figures dimensions and proportions alone of clarity the presentation are owed and in no way limiting to be understood.

Als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend eine galvanische Zelle anhand der Darstellung in 1 bis 3 beschrieben. Dabei ist 1 eine perspektivische Explosionsansicht von Einzelteilen bzw. Baugruppen einer galvanischen Zelle 1, und zeigt 2a einen Schnitt eines Rahmenteils entlang einer Ebene II in 1, zeigt 2b einen Schnitt eines aktiven Teils entlang der Ebene II in 2, zeigt 3 einen Schnitt des Rahmenteils entlang einer Ebene III in 1. Die galvanische Zelle 1 ist eine Elektroenergie-Speicherzelle im Sinne der Erfindung.As an embodiment of the present invention, a galvanic cell will be described below with reference to FIG 1 to 3 described. It is 1 an exploded perspective view of parts or assemblies of a galvanic cell 1 , and shows 2a a section of a frame part along a plane II in 1 , shows 2 B a section of an active part along the plane II in 2 , shows 3 a section of the frame part along a plane III in 1 , The galvanic cell 1 is an electric energy storage cell according to the invention.

Gemäß der Darstellung in 1 ist die galvanische Zelle 1 aus einer Elektro-Baugruppe 2, einem Rahmenteil 4 und zwei Deckfolien 6 zusammengesetzt, wobei die Elektro-Baugruppe ein Folienpaket 8, einen Anodenableiter 10 und einen Kathodenableiter 12 aufweist. Zur Orientierung ist in der Figur ein Achsenkreuz angegeben, dessen Ursprung willkürlich im Zentrum der vorderen Deckfolie 6 definiert ist. Eine laterale Richtung der Zelle 1 ist durch die Mittelachse in Querrichtung A definiert, eine vertikale Achse der Zelle 1 ist durch die Mittelachse in Hochrichtung B definiert, und die axiale Richtung der Zelle, die gleichzeitig die Dickenrichtung der Zelle ist, ist durch die Mittelachse in Längsrichtung C definiert. Alle Achsen sind in dünnen strichpunktierten Linien dargestellt. Die positive Richtung ist jeweils durch einen Pfeil dargestellt.As shown in 1 is the galvanic cell 1 from an electrical assembly 2 , a frame part 4 and two cover sheets 6 assembled, wherein the electrical assembly is a foil package 8th , an anode conductor 10 and a cathode conductor 12 having. For orientation, an axbox is indicated in the figure, whose origin arbitrarily in the center of the front cover sheet 6 is defined. A lateral direction of the cell 1 is defined by the central axis in the transverse direction A, a vertical axis of the cell 1 is defined by the center axis in the high direction B, and the axial direction of the cell, which is the thickness direction of the cell at the same time, is defined by the central axis C in the longitudinal direction. All axes are shown in thin dot-dash lines. The positive direction is indicated by an arrow.

Wie in der Figur ersichtlich, weist das Folienpaket 8 eine im Wesentlichen plattenförmige Kontur auf und ist die Ausdehnung in lateraler Richtung (A) größer als die Ausdehnung in vertikaler Richtung (B). Der Anodenableiter 10 ist aus einem guten Leitermaterial hergestellt und weist einen L-förmigen Querschnitt auf. Der kurze Schenkel des L-Profils des Anodenableiters 10 ist an der oberen Schmalseite des Folienpakets 8 angebracht. Gleichermaßen ist der Kathodenableiter 12 aus einem guten Leitermaterial hergestellt und weist einen L-förmigen Querschnitt auf, und ist der kurze Schenkel des L-Profils des Kathodenableiters an der unteren Schmalseite des Folienpakets 8 angebracht. Somit erstreckt sich der lange Schenkel des Anodenableiters 10 fluchtend mit der vorderen Flachseite des Folienpakets 8 nach oben (positive Richtung B) und erstreckt sich der lange Schenkel des Kathodenableiters 12 fluchtend mit der hinteren Flachseite des Folienpakets 8 nach unten (negative Richtung B). Auf der dem Folienpaket in Dickenrichtung abgewandten Seite tragen die langen Schenkel des L-Profils des Anodenableiters und des Kathodenableiters jeweils einen Streifen einer Siegelfolie 14 zur Verbindung mit der vorderen bzw. hinteren Deckfolie 6. Es ist anzumerken, dass das Folienpaket 8 einen aktiven Teil der Zelle im Sinne der Erfindung bildet. Für die Stromableiter 10, 12 wird aus den bekannten Materialien wie Kupfer, Aluminium oder sonstige Metalle oder Legierungen davon auszuwählen sein. Zur Verbesserung des Kontakts (Verringerung des Übergangswiderstands) und/oder zur Verhinderung von Korrosion können die Stromableiter 10, 12 versilbert oder vergoldet sein.As can be seen in the figure, the film package 8th a substantially plate-shaped contour and the extension in the lateral direction (A) is greater than the extension in the vertical direction (B). The anode conductor 10 is made of a good conductor material and has an L-shaped cross-section. The short leg of the L-profile of the anode conductor 10 is on the upper narrow side of the foil package 8th appropriate. Equally, the cathode arrester 12 made of a good conductor material and has an L-shaped cross section, and is the short leg of the L-profile of the cathode arrester on the lower narrow side of the film package 8th appropriate. Thus, the long leg of the Anodenableiters extends 10 in alignment with the front flat side of the film package 8th upward (positive direction B) and extends the long leg of Kathodenableiters 12 in alignment with the rear flat side of the film package 8th down (negative direction B). On the side facing away from the film package in the thickness direction, the long legs of the L-profile of the anode conductor and the cathode conductor each carry a strip of a sealing film 14 for connection to the front or rear cover foil 6 , It should be noted that the foil package 8th forms an active part of the cell according to the invention. For the current collector 10 . 12 will be selected from the known materials such as copper, aluminum or other metals or alloys thereof. To improve the contact (reduction of contact resistance) and / or to prevent corrosion, the current collector 10 . 12 be silvered or gilded.

Der Rahmenteil 4 weist zwei senkrechte Stäbe 16 und zwei waagerechte Stäbe 18 auf, die einen einstückigen Rahmen bilden. Die Innenkontur des Rahmens ist der Außenkontur des Folienpakets 8 angepasst. Der obere waagerechte Stab 18 weist eine im Querschnitt L-förmige Ausklinkung 20 auf, die dessen Dicke auf der Innenseite und auf der zu der vorderen Deckfolie 6 hin gerichteten Seite (positive Richtung C) verringert. Der untere waagerechte Stab 18 weist eine Ausklinkung 20 auf, die dessen Dicke auf der Innenseite und auf der der hinteren Deckfolie zugewandten Seite (negative Richtung C) reduziert. Die Form der Ausklinkungen 20 ist so bemessen, dass sie das L-Profil des Anodenableiters 10 und des Kathodenableiters 12 aufnimmt.The frame part 4 has two vertical bars 16 and two horizontal bars 18 which form a one-piece frame. The inner contour of the frame is the outer contour of the film package 8th customized. The upper horizontal bar 18 has a notch in cross-section L-shaped 20 its thickness on the inside and on the front cover sheet 6 side (positive direction C) is reduced. The lower horizontal bar 18 has a notch 20 which reduces its thickness on the inside and on the side facing the back cover sheet (negative direction C). The shape of the notches 20 is sized to match the L profile of the anode conductor 10 and the cathode conductor 12 receives.

Es ist anzumerken, dass der Rahmenteil 4 ein Nahtteil im Sinne der Erfindung ist und diejenigen Abschnitte der senkrechten Stäbe 16 und der waagerechten Stäbe 18 des Rahmenteils 4, die keine Ausklinkung 20 tragen, Abschnitte größter Dicke im Sinne der Erfindung sind. Das Material des Rahmenteils 4 ist elektrisch nicht leitend und weist eine hinreichende Drucksteifigkeit auf, sodass auch unter axialem Druck (in Richtung der Achse C) die Abschnitte größter Dicke noch immer dicker als die Elektro-Baugruppe 2 sind und das Rahmenteil 4 seine Form stabil aufrechterhält. Als Materialien bieten sich verschiedene Kunststoffe, Keramiken und technische Gläser an.It should be noted that the frame part 4 a suture within the meaning of the invention and those portions of the vertical bars 16 and the horizontal bars 18 of the frame part 4 that does not have a notch 20 wear, sections are the largest thickness in the meaning of the invention. The material of the frame part 4 is electrically non-conductive and has a sufficient compressive stiffness, so that even under axial pressure (in the direction of the axis C), the sections of greatest thickness still thicker than the electrical assembly 2 are and the frame part 4 maintains its shape stable. The materials offered are various plastics, ceramics and technical glasses.

Auf der vorderen Flachseite (positive Richtung C) trägt der Rahmenteil 4 in den Abschnitten größter Dicke Zentriernippel 20, die mit Zentrierlöchern 24 in den Deckfolien 6 fluchten. Zur Verdeutlichung sind in der Figur Achsen F, F' der Zentriernippel 22 und Zentrierlöcher 24 auf der linken Seite der Zelle 1 (negative Richtung A) dargestellt. In 2A und 2B sind der Rahmenteil 4 bzw. die E lektrobaugruppe 2 im Schnitt entlang einer Ebene II gezeigt, die durch die Achsen B und C aufgespannt wird (senkrechte Mittelebene in axialer Richtung). Wie gezeigt, weist der Rahmenteil 4 in seinen Abschnitten größter Dicke eine Dicke T auf, die größer ist als eine Dicke t der Elektrobaugruppe 2, insbesondere des Folienpakets 8 derselben. In 2B ist im Bereich des Folienpakets 8 der Aufbau schematisiert derart dargestellt, dass Stromsammlerfolien einer Anodenseite (Anodenleiterfolien) 26 mit dem Anodenableiter 10 verbunden sind und im Wechsel mit Stromsammlerfolien einer Kathodenseite (Kathodenleiterfolien) 28 angeordnet sind, die ihrerseits mit dem Kathodenableiter 12 verbunden sind. Dazwischen angeordnete Folien eines chemisch aktiven Materials der Anoden- und Kathodenseite sowie Separatorfolien innerhalb des Folienstapels 8 sind in der Figur zur Verdeutlichung weggelassen.On the front flat side (positive direction C) carries the frame part 4 in the sections largest thickness centering nipple 20 with centering holes 24 in the cover sheets 6 aligned. For clarity, in the figure, axes F, F 'are the centering nipples 22 and centering holes 24 on the left side of the cell 1 (negative direction A) shown. In 2A and 2 B are the frame part 4 or the electrical assembly 2 shown in section along a plane II, which is spanned by the axes B and C (vertical center plane in the axial direction). As shown, the frame part 4 in its largest thickness sections, has a thickness T that is greater than a thickness t of the electrical assembly 2 , in particular of the film package 8th the same. In 2 B is in the area of the film package 8th the structure shown schematically such that current collector foils an anode side (anode conductor foils) 26 with the anode conductor 10 are connected and in alternation with current collector foils of a cathode side (cathode conductor foils) 28 are arranged, in turn, with the Kathodenableiter 12 are connected. Intermediate foils of a chemically active material of the anode and cathode side and Separatorfolien within the film stack 8th are omitted in the figure for clarity.

3 zeigt einen Schnitt des Rahmenteils 4 entlang einer Ebene III in 1, die parallel zu der Ebene II liegt und durch die beiden linken Zentrierlöcher 24 und Zentriernippel 22 verläuft (siehe Achsen F, F', E in 1). Der Schnitt verläuft definitionsgemäß durch den linken senkrechten Stab 16 des Rahmenteils 4, wobei aber ein oberer und unterer Bereich willkürlich auch dem jeweiligen waagerechten Stab 18 zugeordnet sein könnte. Wie ersichtlich, verläuft fluchtend mit den Zentriernippeln 22 jeweils eine Durchgangsbohrung 30 und ist auf der den Zentriernippeln 22 gegenüberliegenden Flachseite des Rahmenteils 4 jeweils eine Einsenkung 32 vorgesehen, die so dimensioniert ist, dass sie den Zentriernippel 22 aufnehmen könnte. 3 shows a section of the frame part 4 along a level III in 1 , which is parallel to the plane II and through the two left centering holes 24 and centering nipple 22 runs (see axes F, F ', E in 1 ). The cut passes by definition through the left vertical bar 16 of the frame part 4 , but an upper and lower area arbitrarily also the respective horizontal bar 18 could be assigned. As can be seen, runs in alignment with the centering nipples 22 one through hole each 30 and is on the center nipples 22 opposite flat side of the frame part 4 one depression each 32 provided, which is dimensioned so that they the centering nipple 22 could take up.

Zum Zusammenbau der Zelle 1 (vgl. 1) wird die Elektrobaugruppe 2 so in den Rahmenteil 4 eingesetzt, dass die L-Profile des Anodenableiters 10 und des Kathodenableiters 12 in den Ausklinkungen 20 des Rahmenteils 4 sitzen. Es ist ersichtlich, dass zu diesem Zweck die Elektrobaugruppe 2 und das Rahmenteil 4 zunächst gegeneinander verkippt werden müssen, um etwa den Kathodenableiter 12 durch die Öffnung des Rahmenteils 4 hindurch zu befördern. Sobald die Elektrobaugruppe 2 in den Rahmenteil 14 eingesetzt ist, wird die vordere Deckfolie 6 mit den Zentrierlöchern 24 an den Zentriernippeln 22 des Rahmenteils 4 ausgerichtet auf dieses aufgesetzt und dicht verbunden, etwa durch geeignete Klebe-, Schweiß-, oder sonstige Adhäsionsverfahren. Dabei dient der Streifen Siegelfolie 14 auf dem Anodenableiter 10 der Verbindung zwischen dem Anodenableiter 10 und der Deckfolie 6. Schließlich wird die hintere Deckfolie 6 auf die hintere Flachseite des Rahmenteils 4 aufgesetzt, wobei die Zentrierlöcher 24 mit den Einsenkungen 32 fluchtend und in gleicher Weise wie die vordere Deckfolie 6 mit dem Rahmenteil 4 und dem Kathodenableiter 12 verbunden.To assemble the cell 1 (see. 1 ) becomes the electrical assembly 2 so in the frame part 4 used that the L-profiles of the anode conductor 10 and the cathode conductor 12 in the notches 20 of the frame part 4 to sit. It can be seen that for this purpose the electrical assembly 2 and the frame part 4 first have to be tilted against each other, such as the Kathodenableiter 12 through the opening of the frame part 4 through. Once the electrical assembly 2 in the frame part 14 is inserted, the front cover sheet 6 with the centering holes 24 at the centering nipples 22 of the frame part 4 aligned on this and tightly connected, for example by suitable adhesive, welding, or other adhesion methods. The strip serves as a sealing foil 14 on the anode conductor 10 the connection between the anode conductor 10 and the cover sheet 6 , Finally, the back cover sheet 6 on the rear flat side of the frame part 4 put on, with the centering holes 24 with the depressions 32 in alignment and in the same way as the front cover sheet 6 with the frame part 4 and the cathode conductor 12 connected.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer galvanischen Zelle 1' gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im zusammengesetzten Zustand. Die galvanische Zelle 1' der zweiten Ausführungsform ist im Aufbau mit der oben beschriebenen Zelle 1 der ersten Ausführungsform identisch mit dem Unterschied, dass sich die Stromableiter 10, 12 von den kürzeren Schmalseiten der Zelle 1' aus anstelle der längeren Schmalseiten erstrecken. 4 shows a perspective view of a galvanic cell 1' according to a second embodiment of the present invention in the assembled state. The galvanic cell 1' The second embodiment is constructed with the cell described above 1 the first embodiment identical to the difference that the current collector 10 . 12 from the shorter narrow sides of the cell 1' extend from instead of the longer narrow sides.

Als eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend ein Zellblock 32 anhand der Darstellung in 5 bis 8 erläutert werden. Dabei ist 5 eine perspektivische Explosionsansicht von Einzelteilen bzw. Baugruppen des Zellblocks 34, ist 6 eine vergrößerte Ansicht einiger Baugruppen des Zellblocks 34 aus einer anderen Perspektive, ist 7 eine perspektivische Ansicht des Zellblocks 34 im zusammengebauten Zustand, und ist 8 eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit VIII in 7.As a third embodiment of the present invention, a cell block will be described below 32 based on the illustration in 5 to 8th be explained. It is 5 an exploded perspective view of components or assemblies of the cell block 34 , is 6 an enlarged view of some assemblies of the cell block 34 from another perspective, is 7 a perspective view of the cell block 34 in the assembled state, and is 8th an enlarged view of a detail VIII in 7 ,

Wie in 5 dargestellt, ist der Zellblock 34 aus zehn einzelnen galvanischen Zellen 1i bis 1x der ersten Ausführungsform, vier Schrauben 36, acht Scheiben 38 und vier Muttern 40 zusammengesetzt. Dabei ist jede geradzahlige Zelle 1ii , 1x so angeordnet, wie es der Darstellung in 1 entspricht. D. h., bei den geradzahligen Zellen 1ii bis 1x befindet sich der Anodenableiter 10 in der Zeichnung oben und auf der dem Betrachter zugewandten Seite, während sich der Kathodenableiter 12 im Zellblock unten und auf der dem Betrachter abgewandten Seite befindet (in der Zeichnung sind die unten liegenden Kathodenableiter 12 der geradzahligen Zellen 1ii , ..., 1x von davor liegenden Zellen verdeckt). Da gegen sind die ungeradzahligen Zellen 1i , ..., 1ix in einer gegenüber der Darstellung in 1 um 180° um die Achse C gedrehten Orientierung angeordnet. D. h., bei diesen Zellen befindet sich der Kathodenableiter 12 im Zellblock oben und auf der vom Betrachter abgewandten Seite der Zellen, während sich der Anodenableiter 10 im Zellblock unten und auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Zellen befindet. Auf diese Weise befindet sich jeweils ein Kathodenableiter 12 einer ungeradzahligen Zelle, z. B. der Zelle 1i , einem Anodenableiter 10 der nächsten geradzahligen Zelle, im gewählten Beispiel also der Zelle 1ii , in Stapelrichtung direkt benachbart gegenüber. Zwischen diesem Kathodenableiter 10 der geradzahligen Zelle 1ii und dem Kathodenableiter 12 der nächsten ungeradzahligen Zelle, hier also der Zelle 1iii , ist ein Abstand von etwa der Dicke zweier Rahmenteile 4 ausgebildet. Der Kathodenableiter 12 der geradzahligen Zelle 1ii liegt dem Anodenableiter der nächsten ungeradzahligen Zelle, hier also der Zelle 1iii , an der Unterseite des Zellblocks in Stapelrichtung direkt gegenüber. Wiederum ist zwischen diesem Anodenableiter 10 der ungeradzahligen Zelle 1iii und dem Kathodenableiter 10 der nächsten geradzahligen Zelle 1iv ein Abstand von etwa der Dicke zweier Rahmenteile 4 ausgebildet. Dies setzt sich fort bis zu den letzten Zellen 1ix , 1x . Mit anderen Worten, in Richtung aufsteigender Ordnungszahlen der Zellen 1i , ..., 1x liegen in Stapelrichtung jeweils ein Kathodenableiter 12 und ein Anodenableiter 10 einander direkt gegenüber, während zwischen diesem Anodenableiter 10 und dem nächsten Kathodenableiter 12 ein merklicher Abstand ausgebildet ist. Es ist noch darauf hinzuweisen, dass bei der ersten Zelle 1i der Anodenableiter 10 an der vorderen Stirnseite des Stapels 34 zugänglich ist, während bei der letzten Zelle 1x der Kathodenableiter 12 an der hinteren Stirnseite des Zellenstapels 34 zugänglich ist.As in 5 shown, is the cell block 34 from ten individual galvanic cells 1 i to 1 x of the first embodiment, four screws 36 , eight slices 38 and four nuts 40 composed. Where every even-numbered cell is 1 ii . 1 x arranged as shown in the illustration 1 equivalent. That is, in the even-numbered cells 1 ii to 1 x is the anode conductor 10 in the drawing above and on the viewer side facing, while the Kathodenableiter 12 in the cell block at the bottom and on the side facing away from the viewer (in the drawing are the cathode arresters at the bottom 12 the even-numbered cells 1 ii , ..., 1 x obscured by cells lying in front of it). As against are the odd-numbered cells 1 i , ..., 1 ix in a relation to the illustration in 1 arranged rotated by 180 ° about the axis C orientation. That is, in these cells is the cathode conductor 12 in the cell block above and on the side facing away from the viewer of the cells, while the anode conductor 10 in the cell block at the bottom and on the viewer side facing the cells. In this way, there is in each case a cathode arrester 12 an odd-numbered cell, e.g. B. the cell 1 i , an anode conductor 10 the next even-numbered cell, ie the cell in the selected example 1 ii , in the stacking direction directly opposite. Between this cathode conductor 10 the even-numbered cell 1 ii and the cathode conductor 12 the next odd-numbered cell, here the cell 1 iii , is a distance of about the thickness of two frame parts 4 educated. The cathode conductor 12 the even-numbered cell 1 ii is the anode conductor of the next odd-numbered cell, in this case the cell 1 iii , at the bottom of the cell block in the stacking direction directly opposite. Again, there is between this anode conductor 10 the odd cell 1 iii and the cathode conductor 10 the next even-numbered cell 1 iv a distance of about the thickness of two frame parts 4 educated. This continues until the last cells 1 ix . 1 x , In other words, in the direction of increasing atomic numbers of the cells 1 i , ..., 1 x each lie in the stacking direction a Kathodenableiter 12 and an anode conductor 10 directly opposite each other, while between this anode conductor 10 and the next cathode arrester 12 a noticeable distance is formed. It should be noted that at the first cell 1 i the anode conductor 10 at the front end of the stack 34 accessible while at the last cell 1 x the cathode conductor 12 at the rear end of the cell stack 34 is accessible.

Wie ferner ersichtlich, erstrecken sich die Schrauben 36 durch die Durchgangslöcher 30 der Rahmenteile 4 und die Durchgangslöcher 24 der Deckfolien 6 der einzelnen Zellen 1 hindurch (siehe beispielhaft die Achsen F, F' in 5) und sind über Scheiben 38 mit Muttern 40 gesichert.As can also be seen, extend the screw 36 through the through holes 30 the frame parts 4 and the through holes 24 the cover sheets 6 the individual cells 1 through (see for example the axes F, F 'in 5 ) and are about slices 38 with nuts 40 secured.

Obschon die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsbeispiele in ihren wesentlichen Merkmalen beschrieben wurde, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern in dem durch die Patentansprüche vorgegebenen Umfang und Bereich abgewandelt werden kann.Although the present invention with reference to concrete Embodiments described in their essential features It has been understood that the invention is not limited to these embodiments is limited, but in the by the claims given scope and range can be modified.

So sind beispielsweise die Zellen in dem Zellblock 34 der dritten Ausführungsform mittels Schrauben, Scheiben, und Muttern verspannt. Es versteht sich, dass diese Befestigungsart nur beispielhaft ist und auch etwa eine Vernietung, ggf. über geeignete Druckplatten, möglich ist. Wo eine leichte Demontage des Zellstapels 34 gewünscht ist, ist jedoch eine Verschraubung vorteilhaft, während in Anwendungsfällen, bei denen es keinesfalls zu einem Lösen der Verbindung bzw. Verspannung kommen darf, eine unlösbare Verbindung wie etwa oben beschriebenes Vernieten bevorzugt sein kann.For example, the cells in the cell block 34 The third embodiment braced by means of screws, washers, and nuts. It is understood that this type of attachment is only an example and about a riveting, possibly via suitable printing plates, is possible. Where a slight disassembly of the cell stack 34 is desired, however, a screw is advantageous, while in applications where it must never come to a release of the connection or tension, an insoluble compound such as riveting described above may be preferred.

Die Verspannung des Zellstapels über Spannelemente, die sich durch Durchgangsbohrungen in den rahmenförmigen Siegelnähten der Zellen 1 hindurch erstrecken, ist ebenfalls nur beispielhaft zu verstehen. Eine Verspannung kann ebenso über von außen angelegte Klammern oder Manschetten erfolgen.The tension of the cell stack via clamping elements, which are through through holes in the frame-shaped sealing seams of the cells 1 extend through, is also only to be understood as an example. Tensioning can also be done via externally applied clips or collars.

Auch die in 1 dargestellte Form der Rahmenteile 4 ist nur ein Beispiel. Wesentlich für die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Siegelnaht der einer Pouch-Zelle rahmenartig ausgebildet ist, den aktiven Teil der Zelle umgibt und wenigstens an Stellen, an welchen axialer Druck auf die Zelle von außen zu erwarten ist, dicker als der aktive Teil selbst ist.Also in 1 illustrated shape of the frame parts 4 is just an example. Essential to the operation of the present invention is that the sealing seam of a pouch cell is like a frame, surrounds the active part of the cell and at least at locations where axial pressure on the cell is expected from the outside, thicker than the active Part is itself.

Der Aufbau und die Form der Elektro-Baugruppe 2, also des Elektrodenpakets 8 und der Ableiter 10, 12 in 1, 2B ist nur beispielhaft und kann an die Anforderungen angepasst werden. Die Ableiter 10, 12 können auch ein abweichendes Profil aufweisen, und die Anzahl der Elektroden 26, 28 ist völlig ins Belieben gestellt. Beispiele für Abwandlungen im Hinblick auf die Stromableiter 10, 12 sind in 9 bis 12 gezeigt.The structure and shape of the electrical assembly 2 , So the electrode package 8th and the arrester 10 . 12 in 1 . 2 B is only an example and can be adapted to the requirements. The arresters 10 . 12 may also have a different profile, and the number of electrodes 26 . 28 is completely at liberty. Examples of modifications with regard to current conductors 10 . 12 are in 9 to 12 shown.

So kann die Lage der Ableiter 10, 12 je nach Anforderungen variiert werden. Etwa ist es denkbar, beide Ableiter 10, 12 auf einer der Schmalseiten der Zelle unterzubringen, wie es etwa in 9 oder in 10 gezeigt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Zellen mit der Unterseite aufgestellt werden können, ohne dass die Ableiter Schaden nehmen können. Bei einer Zelle einer vierten Ausführungsform sind gemäß der Darstellung in 9 der Anodenableiter 10 und der Kathodenableiter 12 an gegenüberliegenden Flachseiten der Zelle angeordnet, während sie bei einer Zelle einer fünften Ausführungsform gemäß der Darstellung in 10 in der Mitte der oberen Schmalseite miteinander fluchten. Die Verschaltung kann dann über geeignet ausgebildete Kontaktklammern erfolgen.So can the location of the arrester 10 . 12 be varied according to requirements. It is conceivable, for example, both arresters 10 . 12 to accommodate on one of the narrow sides of the cell, as it is in about 9 or in 10 is shown. This has the advantage that the cells can be placed with the bottom, without the arresters can be damaged. In a cell of a fourth embodiment, as shown in FIG 9 the anode conductor 10 and the cathode conductor 12 arranged on opposite flat sides of the cell, while in a cell of a fifth embodiment as shown in FIG 10 in the middle of the upper narrow side are aligned. The interconnection can then take place via suitably formed contact clips.

Eine sechste Ausführungsform ist in 11 dargestellt. Auch dort erstrecken sich beide Ableiter 10, 12 mit ihren freien Enden entlang einer Schmalseite der Elektrobaugruppe 2, jedoch jeweils über die gesamte Breite und fluchtend mit gegenüberliegenden Flachseiten. Dabei umgreift einer der Ableiter (hier der Anodenableiter 10) den gesamten Folienstapel 8. Die Anordnung gemäß dieser Ausführungsform hat den Vorteil, dass durch wechselsinniges Anordnen der Zellen in einem Stapel eine Reihenschaltung mit direkt aneinandergrenzenden Stromableitern verwirklicht werden kann.A sixth embodiment is in 11 shown. There too, both arresters extend 10 . 12 with its free ends along a narrow side of the electrical module 2 , but in each case over the entire width and in alignment with opposite flat sides. One of the arresters (here the anode conductor 10 ) the entire film stack 8th , The arrangement according to this embodiment has the advantage that by arranging the cells in a stack in a stack, a series connection with directly adjacent current conductors can be realized.

Auch bei einer siebenten Ausführungsform gemäß der Darstellung in 12 ist die Verschaltung wie bei der vorherigen Ausführungsform möglich, allerdings wird ein Umgreifen des Folienstapels 8 durch einen der Stromableiter 10, 12 vermieden. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Stromableiter 10, 12 mit L-förmigem Querschnitt an der gleichen Schmalseite des Folienstapels 8 angeordnet, wobei jeweilige Teile des dem Folienstapel 8 zugewandten Schenkels der L-Profile der Ableiter 10, 12 in miteinander verzahnter Weise ausgeklinkt sind. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Anodenableiter 10 in der Figur nur zur Verdeutlichung des Profilquerschnitts mit einem Ausbruch dargestellt ist. Tatsächlich ist auch der Anodenableiter 10 ein ununterbrochenes Profilstück.Also in a seventh embodiment as shown in FIG 12 is the interconnection as in the previous embodiment possible, however, a encompassing of the film stack 8th through one of the current conductors 10 . 12 avoided. In this embodiment, two are current conductors 10 . 12 with L-shaped cross-section on the same narrow side of the film stack 8th arranged, wherein respective parts of the film stack 8th facing leg of the L-profiles of the arrester 10 . 12 are unlatched in a toothed manner. It should be noted that the anode conductor 10 is shown in the figure only to illustrate the profile cross section with an outbreak. In fact, the anode conductor is also 10 an uninterrupted profile piece.

Eine achte Ausführungsform ist in 13 gezeigt. Die Darstellung entspricht derjenigen in 3, es ist aber nur die obere Hälfte des Rahmenteils 4 dargestellt. In dieser Ausführungsform sind anstelle der Zentriernippel 22 Zentrierhülsen 42 vorgesehen, die in Bohrungen 44 eingesetzt sind. Die Zentrierhülsen 42 übernehmen dabei die Funktion der Zentriernippel 22 und der Durchgangsbohrung 30 der ersten Ausführungsform (vgl. 3), und die Bohrungen 44 übernehmen zusätzlich zur Aufnahme der Zentrierhülsen 42 die Aufgabe der Einsenkungen 32 der ersten Ausführungsform. Wo eine Verspannung der Zellen 1 über separate Durchgangsbohrungen oder gar über außenliegende Elemente erfolgt, können anstelle von Hülsen auch Zentrierstifte verwendet werden (nicht näher dargestellt).An eighth embodiment is in 13 shown. The representation corresponds to that in 3 but it is only the upper half of the frame part 4 shown. In this embodiment, instead of the centering nipples 22 centering 42 provided in drilling 44 are used. The centering sleeves 42 take over the function of the centering nipple 22 and the through hole 30 the first embodiment (see. 3 ), and the holes 44 take over in addition to receiving the centering sleeves 42 the task of depressions 32 the first embodiment. Where a tension of the cells 1 via separate through holes or even over external elements, centering pins can also be used instead of sleeves (not shown in detail).

Die vierte bis achte Ausführungsform bilden Abwandlungen der ersten oder zweiten Ausführungsform. Die Erläuterungen hinsichtlich der ersten oder zweiten Ausführungsform sind, soweit durch die Abwandlung nicht ausgeschlossen, auf die vierte bis achte Ausführungsform ausnahmslos anwendbar.The fourth to eighth embodiments constitute modifications of the first or second embodiment The explanations regarding the first or second embodiment are, unless they are excluded by the modification, invariably applicable to the fourth to eighth embodiments.

Die vorliegende Erfindung ist auf alle Arten von Speicherzellen zur Speicherung und Abgabe elektrischer Energie geeignet, insbesondere elektrochemische Primär- und Sekundärzellen beliebiger Art. Besonders bevorzugt wird die Erfindung auf Lithium-Ionen-Zellen flacher Bauart und daraus zusammengesetzte Zellblöcke anzuwenden sein.The The present invention is applicable to all types of memory cells Storage and delivery of electrical energy suitable, in particular electrochemical primary and secondary cells of any kind. The invention is particularly preferably based on lithium-ion cells flat design and cell blocks composed thereof be.

Ein Zellblock gemäß vorstehender Beschreibung bildet, zusammen mit Anschlusspolen, die mit den freien Stromableitern 10, 12 der ersten bzw. letzten Zelle 1i , 1x verbunden sind, und einem optionalen Gehäuse eine Batterie oder einen Akkumulator, der in einem Fahrzeug oder in anderen technischen Anwendungen zur Versorgung eines Bordnetzes oder für einen elektrischen Antrieb nutzbar ist. Eine solche Batterie oder Akkumulator ist eine Elektroenergie-Speichervorrichtung im Sinne der Erfindung.A cell block as described above forms, together with terminal poles, with the free current conductors 10 . 12 the first or last cell 1 i . 1 x are connected, and an optional housing, a battery or a rechargeable battery, which is used in a vehicle or in other technical applications for the supply of a vehicle electrical system or for an electric drive. Such a battery or accumulator is an electric energy storage device according to the invention.

1, 1'1, 1'
Galvanische Zellegalvanic cell
22
Elektro-BaugruppeElectromechanical assembly
44
Rahmenteil (Nahtteil)frame part (Seam portion)
66
Deckfolie (Folienteil)cover sheet (Sheet member)
88th
Folienpaket (aktiver Teil)foil package (active part)
1010
Anodenableiteranode conductor
1212
Kathodenableitercathode conductor
1414
Siegelfoliesealing film
1616
senkrechter Stabvertical Rod
1818
waagerechter Stabhorizontally Rod
2020
Ausklinkungnotch
2222
ZentriernippelZentriernippel
2424
Zentrierlochcentering
2626
AnodenleiterfolieAnode conductor film
2828
KathodenleiterfolieCathode conductor film
3030
DurchgangsbohrungThrough Hole
3232
Einsenkungdepression
3434
Zellblockcell block
3636
Zylinderschraubecylinder head screw
3838
Scheibedisc
4040
Muttermother
4242
Zentrierhülsecentering
4444
Bohrungdrilling
101101
(Stand der Technik: Zellstapel)(Was standing the technique: cell stacks)
102102
(Stand der Technik: Zelle)(Was standing technology: cell)
103103
(Stand der Technik: Kontaktfahne)(Was standing the technique: contact lug)
105105
(Stand der Technik: Grundplatte)(Was standing the technique: base plate)
AA
Mittelachse in Querrichtung (Stand der Technik: Anode)central axis in the transverse direction (prior art: anode)
BB
Mittelachse in Hochrichtungcentral axis in the vertical direction
CC
waagerechte Mittelachse in Längsrichtunghorizontal Central axis in the longitudinal direction
D, D'D D '
waagerechte Achsen in Seitenrichtung durch 24 horizontal axes in lateral direction 24
Ee
senkrechte Achse durch 24 vertical axis through 24
F, F'F, F '
waagerechte Achsen in Längsrichtung durch 22, 24 horizontal axes in the longitudinal direction 22 . 24
i, ..., xi ..., x
Index für 1 Index for 1
IIII
Ebene B-Clevel B-C
IIIIII
Ebene E-F/F'level E-F / F '
KK
(Stand der Technik: Kathode)(Was standing the technique: cathode)
tt
Dicke über alles von 2 Thickness above everything 2
TT
Dicke über alles von 4 Thickness above everything 4

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1475852 A1 [0005] EP 1475852 A1 [0005]
  • - EP 1562242 A2 [0006] - EP 1562242 A2 [0006]
  • - WO 2008/128764 A1 [0007, 0007] WO 2008/128764 A1 [0007, 0007]
  • - JP 07-282841 A [0007] JP 07-282841 A [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - „Primäre und wiederaufladbare Lithium-Batterien” zum Praktikum Anorganisch-Chemische Technologie der TU Graz von Dr. K.-C. Möller und Dr. M. Winter vom Februar 2005 [0004] - "Primary and Rechargeable Lithium Batteries" for the practical course Inorganic-Chemical Technology of the TU Graz by Dr. med. K. -C Moeller and dr. M. Winter, February 2005 [0004]

Claims (35)

Elektroenergie-Speicherzelle, mit einem aktiven Teil, der eingerichtet und angepasst ist, von außen zugeführte elektrische Energie zu speichern und gespeicherte elektrische Energie nach außen abzugeben; wenigstens zwei Stromableitern, die mit dem aktiven Teil verbunden sind und zur Zuführung elektrischen Stroms von außen an den aktiven Teil und zur Abgabe von dem aktiven Teil abgegebenen elektrischen Stroms nach außen eingerichtet und angepasst sind; und einer Umhüllung, welche eine prismatische Grundform von im Wesentlichen quaderförmigem Umriss beschreibt und den aktiven Teil gas- und flüssigkeitsdicht umhüllt, wobei die Ausdehnung der prismatischen Grundform der Zelle in Dickenrichtung wesentlich kleiner als die Ausdehnung in den beiden verbleibenden Raumrichtungen ist, und wobei vorzugsweise die Ausdehnung in einer der beiden verbleibenden Raumrichtungen größer als in der anderen der beiden verbleibenden Raumrichtungen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung zwei flächige Folienteile und einen umlaufenden, die Ränder der Folienteile verbindenden Nahtteil aufweist, wobei der Nahtteil den aktiven Teil rahmenartig umgibt und Abschnitte größter Dicke aufweist, in welchen die Dicke auch unter mechanischem Druck gleichmäßig größer als die Dicke des aktiven Teils ist.An electric energy storage cell having an active part adapted and adapted to store externally supplied electrical energy and to dispense stored electrical energy to the outside; at least two current conductors connected to the active part and arranged and adapted for supplying electric power from the outside to the active part and for outputting electric current discharged from the active part to the outside; and an envelope, which describes a prismatic basic shape of substantially parallelepiped outline and the active part gas-tight and liquid-tight, wherein the extension of the prismatic basic shape of the cell in the thickness direction is substantially smaller than the extension in the two remaining spatial directions, and preferably Expansion in one of the two remaining spatial directions greater than in the other of the two remaining spatial directions, characterized in that the envelope has two flat film parts and a circumferential, connecting the edges of the film parts seam part, wherein the seam part surrounds the active part like a frame and sections largest Has thickness in which the thickness is uniformly greater than the thickness of the active part even under mechanical pressure. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Folienteile wenigstens in den Abschnitten größter Dicke auf gegenüberliegenden Flachseiten des Nahtteils flächig aufliegen und mit diesen dicht verbunden sind.Electric energy storage cell according to claim 1, characterized characterized in that the two film parts at least in the sections largest thickness on opposite Flat sides of the seam surface lie flat and with these are tightly connected. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nahtteil in Dickenrichtung verlaufende Durchgangsbohrungen in Abschnitten größter Dicke aufweist und die Folienteile mit den Durchgangsbohrungen fluchtende Löcher aufweisen.Electric energy storage cell according to claim 2, characterized characterized in that the seam part extending in the thickness direction Through holes in sections of greatest thickness has and the film parts aligned with the through holes Have holes. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 3, weiter gekennzeichnet durch Hülsen, die sich über einen Teil der Länge der Durchgangsbohrungen in diesen erstrecken und von einer Seite des Nahtteils hervorragen, wobei vorzugsweise der Überstand der Hülsen und die in den Durchgangsbohrungen freigelassene Länge größer als die doppelte Dicke der Folien und geringer als die Hälfte der größten Dicke des Nahtteils zuzüglich der Dicke der Folien sind.An electric energy storage cell according to claim 3, further characterized by pods extending over a Part of the length of the through holes extend in this and projecting from one side of the suture, preferably the supernatant of the sleeves and those in the through holes released length greater than twice Thickness of the foils and less than half of the largest Thickness of the seam plus the thickness of the films are. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nahtteil in Dickenrichtung abragende Erhebungen aufweist, wobei auf der jeweils gegenüberliegenden Seite einer Erhebung eine der Erhebung in Form und Größe entsprechende und mit dieser in Dickenrichtung fluchtende Einsenkung vorgesehen ist, und die Folienteile mit den Erhebungen bzw. Einsenkungen fluchtende Löcher entsprechender Form und Ausdehnung aufweisen, wobei vorzugsweise die Höhe der Erhebungen und die Tiefe der Einsenkungen größer als die doppelte Dicke der Folien und geringer als die Hälfte der größten Dicke des Nahtteils zuzüglich der Dicke der Folien sind.Electric energy storage cell according to claim 2, characterized characterized in that the seam part in the thickness direction protruding elevations having, on the opposite side a survey of a survey in shape and size corresponding and aligned with this in the thickness direction depression is provided, and the film parts with the elevations or depressions have aligned holes of appropriate shape and extent, preferably the height of the elevations and the depth the depressions are greater than twice the thickness the slides and less than half of the largest Thickness of the seam plus the thickness of the films are. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nahtteil in Dickenrichtung verlaufende Durchgangsbohrungen in Abschnitten größter Dicke aufweist und die Folienteile mit den Durchgangsbohrungen fluchtende Löcher aufweisen.Electric energy storage cell according to claim 5, characterized characterized in that the seam part extending in the thickness direction Through holes in sections of greatest thickness has and the film parts aligned with the through holes Have holes. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrungen mittig fluchtend mit den Erhebungen vorgesehen sind.Electric energy storage cell according to claim 6, characterized characterized in that the through holes are aligned centrally with the surveys are provided. Elektroenergie-Speicherzelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromableiter jeweils ein flaches Profil aufweisen und von der Umhüllung weg abragen.Electric energy storage cell according to one of the preceding Claims, characterized in that the current conductors each have a flat profile and of the enclosure protrude away. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromableiter parallel zu den Flachseiten der von der Umhüllung definierten prismatischen Grundform abragen.Electric energy storage cell according to claim 8, characterized characterized in that the current conductors parallel to the flat sides the prismatic basic shape defined by the cladding protrude. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromableiter sich an gegenüberliegende Flachseiten der von der Umhüllung definierten prismatischen Grundform angrenzend erstrecken.Electric energy storage cell according to claim 9, characterized characterized in that the current conductors are located opposite each other Flat sides of the prismatic ones defined by the cladding Extend basic shape adjacent. Elektroenergie-Speicherzelle nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromableiter von gegenüberliegenden Schmalseiten der von der Umhüllung definierten prismatischen Grundform abragen.Electric energy storage cell according to one of the claims 8 to 10, characterized in that the current conductors from opposite Narrow sides of the prismatic areas defined by the cladding Protrude basic form. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das prismatische Gebilde zwei gegenüberliegende Paare von Schmalseiten unterschiedlicher Länge aufweist und die Stromableiter von dem längeren Paar von Schmalseiten abragen.Electric energy storage cell according to claim 11, characterized characterized in that the prismatic structure is two opposite Having pairs of narrow sides of different lengths and the current conductors from the longer pair of narrow sides protrude. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des ersten und des zweiten Strom ableiters entlang der Schmalseiten, von denen aus sie abragen, größer ist als die Hälfte der Länge dieser Schmalseiten ist.An electric energy storage cell according to claim 11 or 12, characterized in that the extension of the first and the second current arrester along the narrow sides, from which they more than half of the Length of these narrow sides is. Elektroenergie-Speicherzelle nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromableiter sich jeweils zwischen dem Nahtteil und einer der Folien hindurch erstrecken und mit diesen dicht verbunden sind.Electric energy storage cell according to one of claims 8 to 13, characterized in that the current conductors each extend between the seam part and one of the foils and are tightly connected thereto. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromableiter ein L-förmiges Profil aufweisen, dessen einer Schenkel an einer Schmalseite des aktiven Teils anliegt und dessen anderer Schenkel sich zwischen dem Nahtteil und einer der Folien hindurch erstreckt.Electric energy storage cell according to claim 14, characterized characterized in that the current collector has an L-shaped profile have one leg on a narrow side of the active Partly rests and the other leg between the seam part and one of the foils extends therethrough. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Nahtteil der Form und Größe der Stromableiter angepasste Ausklinkungen aufweist.An electric energy storage cell according to claim 14 or 15, characterized in that the seam part of the shape and size the current conductor has adapted notches. Elektroenergie-Speicherzelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung und Abgabe der elektrischen Energie durch jeweilige elektrochemische Reaktionen erfolgen.Electric energy storage cell according to one of the preceding Claims, characterized in that the storage and delivering the electrical energy through respective electrochemical Reactions take place. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine galvanische Zelle, insbesondere eine galvanische Sekundärzelle handelt.Electric energy storage cell according to claim 17, characterized characterized in that it is a galvanic cell, in particular a galvanic secondary cell is. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Teil eine Mehrzahl von Elektroden zweier Arten aufweist, wobei jeweils eine Elektrode einer ersten Art durch eine Trennschicht von der Elektrode einer zweiten Art getrennt ist, wobei die Elektroden der ersten Art und die Elektroden der zweiten Art jeweils miteinander und mit einem der Stromableiter verbunden sind.An electric energy storage cell according to claim 17 or 18, characterized in that the active part is a plurality of Having electrodes of two types, each having an electrode of a first type by a separation layer of the electrode of a second Art is separated, wherein the electrodes of the first kind and the electrodes the second type each with each other and with one of the current collector are connected. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektrode ein Laminat ist, das wenigstens zwei Schichten eines chemisch aktiven Materials und wenigstens eine Schicht eines elektrisch leitenden Materials aufweist und mit einem Elektrolytmaterial getränkt ist, wobei die wenigstens eine Schicht des elektrisch leitenden Materials eine größere Länge als die Schichten des jeweiligen chemisch aktiven Materials aufweist und auf einer Seite des Laminats herausragt, wobei die Laminate der Elektroden mit jeweils dazwischen liegenden Trennschichten so angeordnet und vorzugsweise laminiert sind, dass die Schichten elektrisch leitenden Materials der Elektroden der einen Art auf einer Seite herausragen und dort miteinander verbunden sind, die einer Seite, auf welcher die Schichten elektrisch leitenden Materials der Elektroden der anderen Art herausragen und miteinander verbunden sind, in Längsrichtung gegenüberliegt.Electric energy storage cell according to claim 19, characterized characterized in that each electrode is a laminate which at least two layers of a chemically active material and at least one layer an electrically conductive material and with an electrolyte material is impregnated, wherein the at least one layer of the electrically conductive material of a greater length as the layers of the respective chemically active material and protruding on one side of the laminate, the laminates the electrodes with separating layers in between so are arranged and preferably laminated, that the layers electrically conductive Material of the electrodes of a kind on one side protrude and there are connected to each other, the one side on which the layers of electrically conductive material of the electrodes of the other Protrude and are interconnected, longitudinally opposite. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das chemisch aktive Material wenigstens einer der Elektroden eine Lithiumverbindung aufweist.Electric energy storage cell according to claim 20, characterized characterized in that the chemically active material of at least one the electrodes have a lithium compound. Elektroenergie-Speicherzelle nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das chemisch aktive Material wenigstens einer der Elektroden Graphit aufweist.An electric energy storage cell according to claim 20 or 21, characterized in that the chemically active material at least one of the electrodes comprises graphite. Elektroenergie-Speicherzelle einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht ein Elektrolytmaterial aufweist.Electric energy storage cell according to one of the claims 20 to 22, characterized in that the separating layer is an electrolyte material having. Elektroenergie-Speicherzelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Teil evakuiert ist.Electric energy storage cell according to one of the preceding Claims, characterized in that the active part is evacuated. Zellblock, bestehend aus einer Mehrzahl von Elektroenergie-Speicherzellen nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zel len in Richtung ihrer Dicke gestapelt sind und vorzugsweise wenigstens in Bereichen, die den Abschnitten größter Dicke des Nahtteils entsprechen, aufeinander aufliegen.Cell block consisting of a plurality of electric energy storage cells according to any one of the preceding claims, wherein the cells len are stacked in the direction of their thickness, and preferably at least in areas that are the largest thickness sections of the Match seam part, resting on each other. Zellblock nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen in Stapelrichtung auf Druck miteinander verspannt sind.Cell block according to claim 25, characterized that the cells are clamped together in the stacking direction to pressure are. Zellblock nach Anspruch 26, soweit auf Anspruch 3, 6 oder 7 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannung der Zellen mittels Zugstäben erfolgt, die sich durch die Durchgangslöcher aller Zellen hindurch erstrecken.A cell block according to claim 26 when dependent on claim 3, 6 or 7 depending back, characterized in that the Tensioning of the cells is done by means of tension rods, which themselves extend through the through holes of all cells. Zellblock nach Anspruch 27, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zugstäbe durch die Hülsen hindurch erstrecken.A cell block according to claim 27 when dependent on claim 4 rear-related, characterized in that the tension rods extend through the sleeves. Zellblock nach einem der Ansprüche 25 bis 28, soweit auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der von einer Zelle hervorragende Teil einer Hülse sich in den freigelassenen Teil einer Durchgangsbohrung des Nahtteils einer benachbarten Zelle erstreckt.A cell block according to any one of claims 25 to 28, as far as dependent on claim 4, characterized that each of a cell excellent part of a sleeve in the released part of a through hole of the suture an adjacent cell extends. Zellblock nach einem der Ansprüche 25 bis 28, soweit auf Anspruch 5 oder 7 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass sich jeweils eine Erhebung des Nahtteils einer Zelle in eine Einsenkung des Nahtteils einer benachbarten Zelle erstreckt.A cell block according to any one of claims 25 to 28, as far as dependent on claim 5 or 7, characterized that in each case a survey of the seam of a cell in a Countersinking of the seam of an adjacent cell extends. Zellblock nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Stromableiter einer Zelle mit einem Stromableiter einer benachbarten Zelle verbunden ist und, soweit die Zelle nicht die erste oder letzte Zelle des Zellblocks ist, der andere Stromableiter der Zelle mit einem Stromableiter einer anderen benachbarten Zelle verbunden ist.A cell block according to any one of claims 25 to 30, characterized in that in each case a current conductor of a cell connected to a current collector of an adjacent cell and, as far as the cell is not the first or last cell of the cell block is the other current conductor of the cell with a current conductor connected to another adjacent cell. Zellblock nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass stets Stromableiter unterschiedlicher Polarität miteinander verbunden sind.Cell block according to claim 31, characterized in that always current divider unterschiedli polarity are interconnected. Zellblock nach Anspruch 31 oder 32, soweit auf Anspruch 10 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass sich stets Stromableiter an der Flachseite, an die sie angrenzen, in Stapelrichtung des Zellblocks gegenüberliegen.A cell block according to claim 31 or 32 when dependent on claim 10 back related, characterized in that always Current arrester on the flat side, to which they are adjacent, in the stacking direction of the cell block opposite. Elektroenergie-Speichervorrichtung, enthaltend einen Zellblock nach einem der Ansprüche 25 bis 33 sowie einem ersten Pol, der mit einem freien Stromableiter der ersten Elektroenergie-Speicherzellen verbunden ist, und einem zweiten Pol, der mit einem freien Stromableiter der letzten der Elektroenergie-Speicherzellen verbunden ist.Electric energy storage device containing a A cell block according to any one of claims 25 to 33 and a first pole, with a free current collector of the first electric energy storage cells connected, and a second pole, with a free current collector the last of the electric energy storage cells is connected. Fahrzeug mit einer Elektroenergie-Speichervorrichtung nach Anspruch 34.Vehicle with an electric energy storage device according to claim 34.
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